3D Printed injection mould tools: Case study and experimentation.
Author
Lagier, Stephane Bernard
Term
4. term
Publication year
2016
Submitted on
2016-06-02
Pages
87
Abstract
3D-print har længe været brugt til prototyper, men hver teknologi er bundet til bestemte materialer. I de senere år har producenter af industrielle 3D-printere hævdet, at man kan 3D-printe sprøjtestøbeværktøjer (forme) og dermed fremstille prototyper og små serier ved sprøjtestøbning – altså ved at sprøjte smeltet plast ind i en form. Fordelen er, at emnerne kan laves i de samme materialer og med den samme proces som i den senere produktion, så både emnets mekaniske egenskaber og selve værktøjet kan testes, før produktionen skaleres op. Projektets mål var at afprøve disse løfter om tids- og omkostningsbesparelser ved både at gennemgå aktuelle industrielle anvendelser og at gennemføre en pilotundersøgelse i et konkret industrielt projekt. Økonomien blev vurderet på baggrund af casestudier. Her viste 3D-printede forme sig at give markante besparelser ved prototypefremstilling på tværs af de undersøgte værktøjer. For småserieproduktion afhænger den økonomiske holdbarhed derimod i høj grad af den 3D-printede forms levetid, som kan være svær at forudsige. Pilotforsøget blev udført i samarbejde med en erfaren plastproducent. Implementeringen viste sig mere udfordrende end forventet. Forsøget gav dog vigtig læring, og mere systematiske tests vil sandsynligvis give bedre og mere gentagelige resultater. Samlet set peger arbejdet på, at 3D-printede sprøjtestøbeværktøjer kan give store besparelser sammenlignet med fræsede aluminiumsforme – men det kræver god planlægning. Indkøringen af 3D-printede værktøjer er ofte mere krævende og tidskrævende end med metalværktøjer, og hvis uforudsete problemer betyder, at der skal printes ekstra forme, falder både tids- og omkostningsgevinsterne.
3D printing has long been used for prototyping, but each technology is tied to specific materials. In recent years, industrial 3D printer makers have promoted the idea of 3D-printing injection molding tools (molds) to produce prototypes and small batches by injection molding—that is, by injecting melted plastic into a mold. The advantage is that parts can be made with the same materials and the same process as in later production, so both the part’s mechanical properties and the tool itself can be tested before ramp-up. This project set out to test claims about time and cost savings by reviewing current industrial uses and running a pilot study in a real industrial project. Economic outcomes were evaluated via case studies. For prototype manufacturing, the 3D-printed molds delivered significant savings across the studied tools. For short-run production, however, economic viability depends heavily on the durability (lifespan) of the 3D-printed mold, which can be hard to predict. The pilot study was conducted with an experienced plastics manufacturer. Implementing the concept was more challenging than expected. Nevertheless, the experiment yielded valuable learning, and more systematic trials would likely produce better, more repeatable results. Overall, the work indicates that 3D-printed injection molding tools can offer large savings compared to machined aluminum tools—but only with careful planning. Commissioning and tuning 3D-printed tools is often more difficult and time-consuming than with metal tools, and if unforeseen issues require additional prints, both time and cost advantages diminish.
[This abstract was generated with the help of AI]
Documents